Датчик перемещений

) ДАТЧИК ПЕР (57) Изобретень рительной техни товолоконньи да тения является 8.8 ель 11/ о СССР 1968. контролируемых чение точности ССУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ ЯСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(53) 531. 71. 531, 14 (08 (56) Авторсусе св:ыет Ф 225464, кл. С 01 В кмглкцгйе относится к измеке, в частности к оптчикам. Целью ивобрерасширение лиапаэонаверемешеппй и увелиизмерений, Она дости1427169 Гнется увеличен 1.м уровнч Оптическо го сигнала, поступанщего от объекта. Излучатель 16 с помощью светоделителя 10 и объектива 11 равномерно возбуждает световоды 5, которые объединены в группы 6,7,8,9, смещенные друг относительно друга на Т/4, От" дельные световоды в группах также сдвинуты относительно друг друга на Т. Свет, пройдя снетоводы, отражается от Отражателя 1, связанного с объектом. При перемещении объекта 4 фокальная плоскость линзы 3 последовательно пересекает торць 1 световодон. По мере приближения фокальной плоскости линзы 3 к торцу светонода доля све" Изобретение относится к измеритель"ной технике, в частности к оптоволоконным датчикам, и может быть использовано в качестве концевого сигнали 5затора и датчика перемещен 1 гй в робототехнике,Цель изобретения - расптирение диапазона контролируемых перемещений и.увеличение точности измерений путемувеличения уровня оптического сигнала, поступающего от объекта перемещений.На чертеже изображена схема датчика перемещений. 15Датчик содержит Отражатель 1, выполненный в виде последовательно расположенных триппель-призмы 2 и линзы 3, механически связанных с обьектом 4 перемещений. Волоконные световоды 5 объединень 1 в группы 6-9, торцы световодон которых оптически сопряжены светоделителем 10 и объективом11 соответственно с фотоприемниками12-15, Излучатель 1 Ь объективом 11 25и светоделителем 10 оптически связансо соетоводаии 5. В каждой группе6-9 торцы волоконных светонодов 5,лежащие против отражателя 1, сдвину"ты с постоянным шагом Т Один Относи 30тельно другого вдоль оптической оси.Групн 11 6-9 на тех вКонцах имеютсдвиг на Т/4 одна относительно дру"гой,товой эперг 1 п 1, возвращающейся по нему к объективу 11, увеличивается, достигая максимума в момент совпаденияфокальной плоскости с торцом снетовода. На фотоприемниках, которые связаны каждый со своей группой световодов, возникают сигналы с пространственным периодом Т и сдвинутые относительно друг друга на Т/4. Наличиетаких сигналов позволяет, используяизвестные съемы интерполяторов,добиться увеличения точности до Т/4,Т/8Увеличение числа волокон в группах приводит к увеличению диапазонаизмерений в и раэ, где и - числоволокон в группе. 1 ил,Устройство работает следующим образом.Излучатель 16 с помощью объектива 11 равномерно возбуждает светоноды 5. Свет распространяется по световодам 5, достигает их концов и выводится. Линза 3 формирует изображение торцов световодов 5 сначала в ходе лучей от концов световодон 5, а затем в ходе отраженных триппельпризмой 2 лучей. При этом, если фокальная плоскость линзы 3 не совпадает ии с одним иэ торцов световодов 5, световая энергия практически рассеивается, не попадая в светаводы 5.При перемещении объекта 4 фокальная плоскость линзы 3 наплывает" на концы световодов 5, последовательно пересекая нх торцы. По мере приближения фокальной плоскости линзы 3 к торцу световода 5 доля световой энергии, возвращающейся по нему к объективу 11, увеличивается, достигая максимума в момент совпадения фокальной плоскости с торцом, В этот момент иэображение торца световода 5 совпадает с самим торцом и больщая часть энергии, излученная световодом, возвращается обратно. Так как волоконные светавады группы 6-9 оптически сопряжены с фотоприемниками 12-15 соответственно, при перемещении объекта 4 на фо14271 топриемниках возникают сигналы спространственным периодом Т и сдвинутые один относительно другого наТ/4. Наличие таких сигналов позволяетсформировать квадратурные сигналы(т.е. сдвинутые по фазе на П/2),включив фотоприемники попарно через один, т.е, 12 с 14 и 13 с 15 побалансной схеме,10 25 Расширение диапазона измерений достигается за счет сдвига с шагом Т концон световодов в группах нэ К волокон. При этом диапазон измерения становится равным Т И. Составитель В.ПлетневТехред М.Ходанич Корректор Л,Патай Редактор И.Петрова841/35 Тирах 680 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, 3-35, Рауаскяя наб., д, 4/5Заказ Произ :ственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4 Шаг Т в группах выбирается в зависимости от требуемой точности измере ний. Для получения квазисинусоидального сигнала он выбирается в пределах от 1 до 5 диаметров световодов. В этом случае при обработке сигналов легко реализуется формирование 4,8,а при использовании интерполяторов и большего числа счетнык импульсов на периоде Т, т.е. разрешение датчика достигает Т/4, Т/8 и менее. 694форчула изобретенияДатчик перемещений, содерхащий последовательно располохенные излучатель, волоконные световоды и фото- приемник, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона контролируемых перемещений и увеличения точности измерений, он снабжен отрахателем, состоящим из триппель-призмы и объектива, оптически связанным со световодами и предназначенным для связи с объектом, дополнительными фотоприемниками и последовательно расположенными светоделите-, лем, оптически связанным с излучателем, и объективом, оптически связанным с другими концами световодов, объединенных в группы, число которых равно числу фотоприемникови которые смещены на конце, обращенном к отрахателю, друг относительно друга на расстояние Т/4 вдоль оптической оси отрахателя, а световоды в группах смещены относительно друг друга на расстояние Т в том хе направлении, кахдый фотоприемник оптически связан с соответствукщей группой световодов через светоделитель и объектив.